JPH02244610A - 露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、露光装置に関する。

（従来の技術） 近年、半導体装置に対して高集積化の要望が非常に強ま
っており、このような要望に対して、メモリ容Ｑ　４８
ｂｉｔというような一段と高い集積度の半導体装置の開
発が進められている。そして、このような高集積化に伴
ってパターン幅も　０．５μｍルールというように、さ
らに微細化する傾向にある。

このように微細化が進む半導体装置の製造工程において
は、設計時の回路パターンをより正確に再現する上で、
レジストパターンの形成工程が非常に重要な工程となっ
ており、マスクパターンをより精細にレジスト膜上に転
写することが必要とされている。

このようなマスクパターンの転写工程は、−船釣に以下
のようにして行われている。

まず、エツチングやイオン打込み等を行おうとする回路
パターンに応じて、ソーダライムガラス、ポリシリケー
トガラス、石英ガラス等からなるガラス板上にマスクパ
ターンを形成し、マスクプレートを作製する。次に、半
導体ウェハ上にレジストを塗布し、このレジスト膜に上
記マスクプレートを通して紫外線やレーザ光等を照射し
て露光１１、レジスト膜にマスクパターンの潜像を形成
する。

また、マスクプレートとしては、微細化されたマスクパ
ターンをより精細に半導体ウエノ＼上に転写するために
、熱膨張による誤差の少ない石英ガラスが多用されるよ
うになってきており、これによってマスクプレートの熱
膨張によるパターンの転写誤差をある程度まで少なくす
ることは可能となっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したようにパターン幅がサブミクロ
ンルールというように微細化している現状においては、
マスクプレートとして熱膨脹係数の小さい石英ガラス等
を用いたとしても、マスクプレートの製造時と使用時の
温度差による作かな熱膨張によっても、誤差許容値を超
えてしまう恐れが非常に高くなってきている。

このような問題に対して、マスクプレート上に所定距離
の基準点を設け、この話準点間の距離を実測することに
よって、設計直に対する使用時の位置ずれを判定し、こ
の位置ずれ分を自動的に補正する等の方策が成されてい
る。しかし、このような方法では、マスクプレート側で
の補正し、かできず、被露光体例えばシリコンウェハ＼
とマスクプレートの熱膨脹係数には差があるため、同じ
温度履歴を有していたとしても位置ずれを生じてしまい
、また温度履歴が異なっていればシリコンウェハ側の熱
膨張によって、さらに位置ずれが大きくなってしまうと
いう問題があった。

そこで、マスクプレートと披露光体例えばシリコンウェ
ハ双方の熱膨脹係数を考慮して、複数回におよぶ露光を
より精細に、かつ位置ずれを発生させることなく行うこ
とを可能にした露光装置か強く望まれている。

本発明は、このような従来技術の課題に対処するために
なされたもので、マスクプレートと披露光体それぞれの
熱膨張による位置ずれを発生させることなく、より高精
細にマスクパターンを転写することを可能にした露光装
置を提供することを目的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） すなわち本発明は、マスクプレートを通過した露光光を
被露光体上に結像させて露光する露光装置において、前
記マスクプレートと披露光体それぞれの温度履歴および
熱膨脹係数からこれらマスクプレートと被露光体との位
置ずれを判定する手段と、前記位置ずれ判定手段の結果
に基づいて前記位置ずれを補正する手段とを備えている
ことを特徴としている。

（作　用） 本発明の露光装置においては、まず位置ずれ判定手段に
よって、例えばマスクプレートの製造時と当該露光時の
温度差および熱膨脹係数から、。

マスクプレートの当該露光時における熱膨張による誤差
分を求める。また、同様に被露光体についても第１回目
の露光時と当該露光時の温度差および熱膨脹係数から誤
差分を求める。そして、これらの結果から露光時におけ
るマスクプレートと被露光体との位置ずれが求まり、こ
れを補正した上で露光することによって、高精度な露光
を行うことが可能となる。

（実施例） 以下、本発明の露光装置の実施例につ（ゾＣ図面を参照
して説明する。

例えばエキシマレーザ発生機構やＸ線発生機構等の露光
光発生機構１から発射された露光光２ａは、露光体例え
ば焼き付はパターンの原版となる、石英ガラス等によっ
て形成されたマスクプレート３を通過し、次いでパター
ン投影用レンズ４によって所定の倍率に縮小された後、
被露光体例えばシリコンウェハ５に達する。

シリコンウェハ５はＸ−Ｙテーブル６によって順次ステ
ップ送りされ、シリコンウェハ５内に形成された多数の
チップに対して順次露光が行われる。このＸ−Ｙテーブ
ル６上には、シリコンウェハ５の熱膨張補正を行うホッ
トプレート７が設置されており、このホットプレート７
上にシリコンウェハ５が載置されている。

ホットプレート７は、熱膨張補正制御系１０によって制
御されている。熱膨張補正制御系１０は、ホットプレー
ト７の温度を調整する温度調整回路１〕と、マスクプレ
ート３の製造時および露光時の雰囲気温度と熱膨脹係数
、シリコンウェハ５の第１回目の露光時および当該露光
時の雰囲気温度と熱膨脹係数等の条件に応じて、マスク
プレート３とシリコンウェハ５の熱膨脹係数の違いによ
って生じる位置ずれを補正するだめの適切なシリコンウ
ェハ５の温度を算出する演算式等が記憶されている記憶
部１２と、上記した演算式に対する各条件を入力するた
めの入力部１３と、記憶部１２に記憶されている演算式
と人力された各条件とに基いて温度：Ａ検回路１１を制
御する熱膨張補正制御部１４とによって構成されている
。

上記記憶部１２に記憶されている演算式は、例えば以下
に示すような式から求められる。

すなわち、マスクプレート３とシリコンウェハ５との熱
膨脹係数および熱履歴の違いによって発生するずれ△ｄ
は、以下に示す式から求められる。

Δｄ−ＩＥ　（Ｔ　−Ｔ）　Ｌｌ−１／ｎ　ｆＥ、Ｍ（
Ｔ、１−Ｔ）則ｐｖ　　ｗ＋ ・・・・・（１） ここで、Ｅ　および”ＰＭはそれぞれマスクブレＷ −ト３およびシリコンウェハ５の熱膨脹係数であり、Ｔ
ｗｌはシリコンウェハ５の第１回目の露光時の温度、”
Ｍｌはマスクプレート３の製造時の温度、Ｔは当該露光
時の温度であり、しはマスクパターンの２ｉ！、ｉｆｌ
距離、口はパターン投影用レンズの縮小倍率である。従
って、上記（１）式から求められるΔｄを、０もしくは
パターン幅の設＝１ルールによって決定される位置ずれ
の許容直向とするばよい。

このように、△ｄを０もしくは位置ずれの許容値内とす
るためには、上記（１）式におけるΔｄにＯもしくは位
置ずれの許容値を代入することによって、シリコンウェ
ハ５の当該露光時の温度ＴＭ。が下記の式から求められ
る。

・・・・・・　（ＩＩ） 従って、例えば上記（ｒ［）式を記憶部］２に記憶する
ことによって、マスクプレート３とシリコンウェハ５の
熱膨脹係数および温度Ｊａｌ歴の違いによる位置ずれが
補正される。

次に、上記構成の露光装置の動作を説明する。

まず、上記（■）式における変数、すなわち１シ　、Ｅ
　　、　　Ｔ　　、Ｔおよび”Ｍｌを入力部１３かＰＷ
　　　　ＰＨ貿１ ら熱膨張補正制御系１０に入力する。これら各条件が人
力されると、熱膨張補正制御部１４は、記憶部１−２に
記憶されている演算式（ｎ）と入力された各条件とから
、△ｄがＯもしくは許容値内となるように、シリコーン
ウェハ５の適切な温度条件”Ｗｎを算出し、この温度条
件ＴＷｎに基いて温度調整回路］１を制御してホットプ
レート７の加熱動作を制御する。

以上の動作によって、シリコーンウェハ５とマスクプレ
ート３とは、熱膨脹係数の違い等による位置ずれが許容
値内とされる。そして、このシリコーンウェハ５の状態
を保持し、この状態で露光光発生機構１から所定の露光
光２を照射し、シリコンウェハ５を露光する。

このように、マスクプレー１−３と披露光体であるシリ
コンウェハ５との１立置ずれを、これらの温度履歴およ
び熱膨脹係数から求め、この位置ずれを補正した上で露
光操作を行うことによって、マスクプレート３側での製
造時と当該露光時との温度差による熱膨張を確実に補正
することができるトトモに、シリコンウェハ５とマスク
プレート３との熱膨脹係数の違いによるこれらの間での
位置ずれについても補正することができるため、より高
精度に露光を行うことが可能となる。

マタ、シリコンウェハ５については、第１回目の露光時
の位置をＩＩ；’Ｒ’としているため、複数回繰返し露
光を行う際にも、設計パターンからの位置ずれが大幅に
減少する。

なお、上記実施例では、マスクプレート３と披露光体で
あるシリコンウェハ５との位置ずれを補正する手段とし
てシリコンウェハ５の加熱手段を用いているが、本発明
はこれに限定されるものではなく、例えばパターン投影
用レンズの倍率を変更する等の手段を用いても同様な効
果が得られることは当然である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の露光装置によれば、マス
クプレートと被露光体の温度履歴および熱膨脹係数の違
いによる位置ずれが補正され、より高精度な露光操作を
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の露光装置を示す図である。 １・・・・露光光発生機構、２・・・・・・露光光、３
・・・・マスクプレート、４・・・・・・パターン投影
用レンズ、５・・・・・・シリコンウェハ、６・・・・
・・ホットプレート、１０・・・・・・熱膨脹補正制御
系。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 マスクプレートを通過した露光光を被露光体上に結像さ
   せて露光する露光装置において、前記マスクプレートと
   被露光体それぞれの温度履歴および熱膨脹係数からこれ
   らマスクプレートと被露光体との位置ずれを判定する手
   段と、前記位置ずれ判定手段の結果に基づいて前記位置
   ずれを補正する手段 とを備えていることを特徴とする露光装置。